建筑力学在建筑工程中的应用

建筑力学在建筑工程中的应

用

建筑力学在建筑工程中的应用

1力学在建筑工程中的具体应用

1.1建筑工程中压力的应用

力学中很多的基础知识可以为建筑工程提供科学的理论依据。

其中压力的有关知识就是建筑工程施工时，重要的理论基础之一。在进

行建筑工程施工时，对工程用料、建筑面积的设定的时，都要根据这些

物体所能承受压力的范围来进行衡量。建筑最终的稳定性与压力在工程

中的合理应用是密不可分的。例如如果要进行一座桥梁建筑的施工，必

须先对桥墩以及桥梁的可承受压力情况进行严谨地分析，这样才能确保

建成桥梁的承载力达标。而且，在验收工程时，工作人员必须要对建筑

中承压的相关数据进行检测，确保质量稳固无问题。所以，压力不仅为

建筑工程提供了施工的重要参考数据，也为验收工程提供了质检标准。

1.2建筑工程中摩擦力的应用

在建筑工程中，被广泛应用到的还有摩擦力的相关知识。例如,

当需要对大重量的建筑材料进行运输或者起吊的时候，就可以通过滑轮

或者滑轮组来对力的方向进行调整，这样可以将原有的摩擦力由阻力变

为动力;还有在进行施工时，可以适当加大工程中各个部件连接的接触

面积，这样可以增加接触面的承压能力，并且通过摩擦力与重力的共同

作用，使建筑物更加稳固。在建筑工程中，合理利用摩擦力不仅可以增

强建筑的稳定性能，还可以降低技术成本的投资，从而提高建筑工程整

体的施工水平［2］。

1.3建筑工程中重力的应用

重力是建筑工程中最主要应用的力学原理。施工技术人员可以

通过各种与重力有关的运算公式，来分析不同材料、不同情况下的力的

作用。这样可以达到在进行施工之前就可以预判出实际施工的效果，并

及时发现在施工中可能会出现的问题。不仅如此，重力的相关知识还可

以运用到建筑材料的采购方面，在选购材料时，就要将重力因素计算在

内，这样可以进一步加大建筑物的稳定性。总体来说，重力的合理应用

可以提高工程的预见性，并且有效提高施工的质量与效率。

1.4建筑工程中理论力学的应用

力学在建筑工程中得以发展，从而引申出理论力学。理论力学

主要分为静力学、动力学和运动学三大类。静力学主要用于研究物体如

何在受力情况下而保持平衡，并且分析出形成这种平衡力系的措施，另

外静力学在受力分析方法和简化力力的方面也进行了深入的研究。动力

学主要研究的是物体在做机械运动时和受到的力之间产生的关系。运动

学主要研究的并不是物体产生运动的原因，而且从几盒的角度分析物体

运动的过程。理论力学也是一般力学的基础。

1.5建筑工程中固体力学的应用

固体力学是研究建筑工程中固体机械性质的主要学科，它对固

体介质在外部一些因素，如温度、外力、变形等作用的影响下所产生的

表现进行研究，固体力学还可以详细划分为弹性力学、塑性力学和材料

力学。例如建筑工程中经常用到的杠杆原理也属于材料力学的范畴，同

时在计算杆中的内力时，会用到力的合成、分解以及平衡等方面的知识。

弹性力学则是将弹力与建筑的原理相结合而进行工作的。现在随着科学

技术的普及，建筑工程也逐渐引用了计算机等先进的信息技术，所以可

以运用固体力学进行围观模拟的方法，并对工程设计中的复杂结构进行

仿真的分析。如此的发展对于建筑工程事业以及整个科学领域的进步都

是一份非常强大的助力。每位建筑师都希望自己所设计的建筑物既美观

又经济实用，所以在对建筑结构进行设计工作时，合理运用力学原理是

十分重要的，合适的力学原理可以使建筑物在安全且经济的基础上，做

出设计师想要的结构造型。建筑工程师在进行设计的初期需要对建筑的

承重结构进行确定，并对于各个部分的工作进行好协调。建筑整体的层

高、跨度等方方面面都离不开力学原理的辅助［3］。1.6建筑工程中流体

力学的应用在建筑工程中，与固体力学相对应的便是流体力学。这是一

门人类与自然不断做斗争，并从实践生产中获取经验，而逐渐形成的一

门学科。例如古代的大禹治水以及秦代对都江堰的修建，这些祖先的智

慧历经几千年流传至今，依然发挥着强大的作用。流体力学主要的研究

对象是流体，我们所说的气体和液体都属于流体的范畴。现今阶段，流

体力学的发展和完善是开采地下石油与天然气能源的重要基础。总而言

之，流体力学对于建筑工程的发展起到了相当重要的作用。在建筑工程

中主要应用的流体力学有物理浮力定律、附体稳定性以及液体平衡理论。

其中的浮力与液体平衡理论都是非常典型的力学原理。

2结束语

建筑工程事业的发展是离不开力学的。如果没有可靠的力学作

为技术后盾，就无法保障建筑建构的安全与稳定性，人类也就不会创造

出那么多伟大的建筑物了。不仅如此，将力学原理合理地应用到建筑领

域，现在现代高科技建筑行业发展的主流趋势，它们彼此也可以起到相

互促进的推动作用。在新的形势下，对力学在建筑工程领域中应用的创

新以及技术的加强是非常必要的，随着建筑事业的迅猛发展，力学的应

用与研究也应提至一个更好的水平。相信有了强大发达的力学作为解释

后盾，建筑工程的事业可以越来越强大，同时也为祖国的社会经济发展

贡献一份力量。

参考文献

⑴刘昶.浅析力学在建筑工程中的有效应用[J].中小企业管理与

科技,2014,000(005):102-102,103.

⑵孙宏伟,王东庚.浅析力学在建筑工程中的有效应用[J].环球市

场,2016(33):296-296.

[3]李连清.浅析力学在建筑工程中的有效应用[J].文摘版:工程

技术,2015,000(008):P.280-280.

作者：孔令强单位：河南工业和信息化职业学院

建筑力学在建筑工程中的应用

一、实际工程建设中的力学知识研究

力学知识在我国多种类型的项目工程建设中均得到了广泛应

用，技术研究人员通过分析工程类型与力学知识要点，将二者进行整合,

通过实践得到了系统化的研究结果。目前，力学知识常用工程为：高层

以及超高层建筑，随着我国经济社会的不断发展，城市建设过程中高层

以及超高层建设数量越来越多，而由于其建筑结构特点较高，在实际操

作过程中，工程力学对于其安全性、稳定性起到了关键作用，同时保证

了建筑的使用寿命。能源工程无论是电力、风能、石油以及核能工程建

设过程中，都有力学知识的融入。例如：核电站建设时，利用工程力学

可以为反应堆外壳的坚固性和稳定性提供保障，从整体上提升工程安全

性;水利电工程，例如：长江三峡水利工程建设过程中应用到了河流动

力学概念、通航水力学等等;国防工程，无论是机场还是港口，或者是

飞机、导弹等武器研究过程中，力学都发挥了中重要作用口］。

二、工程建设中力学知识的实际应用

1.连续体力学的应用

力学知识中的工程力学应用历史较长，结构组成较为复杂，是

一项值得深入探究的力学学科，其中涵盖的多种学科理论可以在不同类

型的工程建设中起到关键作用，为技术发展提供理论支持。连续力学是

一种研究实际工程中多种结构力学特点的理论知识，例如：分析建筑中

梁结构的硬度与强度，主结构是否稳定。随着连续力学研究的深化，其

中很多结构模式与计算公式都出现了一些问题，导致技术理论不能顺利

使用。所以，研究学家以数学理论为基础，建构理性力学观点，结合连

续力学形成了一种新知识体系，而这种体系在如今对建筑结构的稳定性

研究提供了很多帮助。

2.固体力学的应用

固体力学作为工程力学知识中的关键组成部分，也是如今工程

建设当中使用范围最广的力学知识理论。固体力学中包含了：材料力学

知识、结构力学知识、弹力学、塑性学、复合材料力学和断裂力等内容，

而最基础的建筑力学知识为材料学、结构学等，在土木工程建设中应用

较多。例如：在实际工程建设过程中，使用材料力学知识可以保证建筑

材料的韧性、强度、稳定性等，符合设计方案要求，为建筑施工的安全

性与稳定性提供保证，而结构力学理论则可以保证建筑整体结构以及各

环节结构的合理，弹性力学知识能够在检测建筑材料弹性的基础上，保

证建筑抗压、抗震等性能良好。

3.土力学和岩体力学的应用

土力学和岩体力学作为工程力学中的重要研究学科，本身具有

一定基础性。在实际工程建设过程当中，这两门力学知识主要应用在地

基、地下开挖、地下交通建设、钻探等方面，在如今城市建设中，较为

广泛的高层以及超高层建筑中的深基坑支护技术中也得到了运用。在对

深基坑进行挖掘与支护时，土力学的基础公式提供了重要作用，技术人

员可以根据分析不同土质力学的属性，收集数据并加以计算，从而确定

出合理的挖掘和支护措施，保证深基坑具有一定稳定性。

在挖掘施工过程中，技术人员可以分析地下岩体的结构特征总

结力学特性，利用技术手段加强工程中岩体的可靠性与稳定性，从而降

低出现塌方、渗漏事故的风险。尤其是在进行地下交通工程建设时，技

术人员需要充分发挥土力学以及岩体力学的作用，使其在交通隧道、

地下车站等配套施工过程中做出支持作用［2］。

4.计算力学理论的应用

计算力学是一种基于计算机信息技术和工程力学理论发展出

的一种力学学科知识，其中包含了基础计算力学以及工程计算力学两个

方面。工程计算力学在实际工程建设当中起到了技术理论支持的效果,

结构中涵盖了建筑力学、离散技术、离散技术以及软件技术，主要应用

范围就是利用计算机软件，结合离散化技术与数值分析技术，分析整体

建筑结构是否合理，并实现实时检测、优化等动态管理手段。

力学研究与工程建设技术正在不断发展，还有很多力学学科知

识已经逐渐应用到各个领域，例如：静力学、动力学、可靠力学等等,

这些力学知识都为工程技术的发展提供有利支持。技术人员通过使用静

力学与动力学概念，提升了建筑结构的稳定性。工程力学是一项具备理

论性、实用性的重要技术理论，实际应用与实验室研究之间存在着密不

可分的联系，例如：在实验室中研究材料力学，可以进一步验证施工材

料是否符合实际工程标准，为建筑质量提供一定保证。

三、结语

无论是高层建筑建设、民生工程、水利电工程，还是国防工程，

力学知识在其中都起到了重要作用，合理应用知识理论可以有效提升建

设质量。因此，需要不断探究相关理论知识，为我国综合国力的提升奠

定基础。

参考文献：

[1]马惠颖.力学知识在工程建设中的应用探究[J].学园,2017

(25):154+163.

[2]李磊.力学知识在实际工程建设中的应用探析[J].山东工业

技术,2017(09):103.

建筑力学在建筑工程中的应用

摘要：随着经济发展的进步，人们开始对建筑工程进行深入

研究，从建筑结构和实际工程中总结建筑经验，并将这些研究成果广泛

地应用到人们生活的各项领域中，促进各个行业的发展。建筑行业的发

展和建筑力学具有重要联系，只有让建筑力学得到保证，才能促进建筑

行业的发展和完善。

关键词：力学;建筑工程;应用

建筑行业的发展和建筑力学具有重要关系，对实现现代化建筑

产生了重要影响。任何一座建筑在建筑初期，都必须经过多次试验和评

估，否则将会对建筑造成严重损失。如何实现经济型建筑已经成为工程

建立的核心，特别是工程中的安全因素和外部因素等，都是我们要关注

的焦点。

1力的概述

“力”是物理学中一个非常重要的因素，表示物品和物体之间相

互运动产生的作用力。当一个物体受到其它物体的作用力之后，获得速

度或者发生的形变，我们称之为“力”。物体形状和体积发生的变化称之

为形变，物体速度大小或者方向的改变，称之为运动状态改变。力作用

于相互作用的物体之间。当一个物体在力的作用下发生形变后，我们可

以将前者作为施力物体，后者称之为受力物体。所以只要存在力，就肯

定存在相互作用的两个物体。由于力是相互作用的，所以，施力物体也

是受力物体，受力物体也是施力物体。

2建筑力学的主要任务

建筑力学的主要任务是：必须保证设计的建筑结构，符合建筑

要求，而且此结构必须保证可以满足刚度、强度和稳定性等要求，尽量

使用比较经济环保的材料建筑，实现经济效益最大化。

3建筑力学的主要研究对象

建筑力学在长期的发展中，主要对建筑结构和构建进行研究。

建筑结构表示，建筑中所承担的荷载。例如网架体系、水塔、土坝和挡

水墙等。构建表示，建筑结构中形成的单独部分，如柱、层面墙板等。

4建筑力学在设计中的应用

一项经济实用、美观的建筑物必须具备美学、力学设计、艺术

和基础理论知识等多方面的内容，其中包含了建筑力学及结构方面知识,

帮助建筑设计出合理的结构形式。在建筑安全和经济环保得到保证的基

础上，对建筑进行构思，实现力学和美学的完美结合。

建筑工程师进行设计的时候，必须积极做好各个阶段的协调，

在初步设计阶段，就必须选择好建筑的承重结构，并且还要向结构工程

师提出适合工程发展的要求。进行设计的时候，还要和建筑工程师共同

研讨并解决建筑工程设计中遇到的问题，处理好工程设计中存在的矛盾,

保证建筑工程顺利进展。例如，要建立一栋展览馆。在确定好场地、高

度等基础内容之后，还要对屋架形式和位置等问题也应该进行考虑，利

用力学结构知识，从物理受力角度分析问题。

5建筑力学发展中的实例研究

所有满足受力和受力规律的一切学科都可以称之为力学。力学

表示自然学科中的数学、天文学、物理学、地理学和生物学内容，涉及

的范围非常广泛。人们最初对力学的研究，主要从一些自然现象和劳动

经验中获得。从新时期时代改变巢居穴到17世纪的土木时代的发展，

给力学建立了发展基础。古希腊时代阿基米德研究了杠杆的平衡和水中

物体受到浮力之后，中心位置的改变，利用一定的原理对自己的研究进

行了确定。随着社会的发展，很多建筑开始建立起来，成为了古代建筑

文明的主要组成部分。

土木工程在17世纪到20世纪得到了快速发展，已经从原先凭

借经验的方式中跳出来，形成了比较确定的理论。在建筑业的发展中，

人们利用杠杆、斜面等物体，对物理受到的力进行了详细认知，牛顿和

伽利略所阐述的力学原理，为近代土木工程的发展鉴定了基础，土木工

程开始在此基础上顺利发展起来。法国是土木建筑发展最迅速的国家,

早在1716年的时候，法国就已经建立了道桥部队，开始培养一大批优

秀建筑师。但是当时的法国和古代罗马时期的人一样，对建筑结构尺寸

大小的把握都是通过经验和主观判断形成的。

在贝塞麦转炉炼钢法形成之后，土木建筑得到了迅速发展，很

多的土木工程开始广泛地应用到钢材中，促进了土木工程的迅速发展。

在18世纪发生了大型工业革命，此次革命给土木工程的发展提供了很

多比较实用的建筑器材和施工机械。随着波特兰水泥的形成，很多美观

的工程结构和混泥土建筑给建筑物的发展注入了新鲜活力，在19世纪

初期，土木工程了得到了新发展，开始形成完整的土木施工技术和结构

设计理念。

在第二次世界大战结束之后，随着社会生产力水平的提升，土

木建筑开始进入了新的发展阶段。土木工程在第二次世界大战之后的前

20年一直进行规模扩展，在后20年主要渗透先进科学技术。规模非常

大已经成为当时的主要代表。例如，美国的西尔斯建筑大厦高度达到了

442m;加拿大的多伦多电塔高度在553m;英国的亨伯桥